Конструктивні й геометричні параметри фрез.

Фреза — багатозубий інструмент, що представляє собою тіло обертання, на циліндричній поверхні і торці якого є різальні кромки. Фрези застосовуються для обробки площин, пазів, фасонних поверхонь, а також для розрізування матеріалів (пили), виготовлення різьби (різьбові фрези) і зубчастих коліс (зуборізні фрези).

Фреза є одним з найпоширеніших різальних інструментів. У промисловості із загального парку устаткування фрезерні верстати становлять близько 18%, а в авіаційній промисловості до 50...60% усього заводського парку. Різні види фрез наведені на рис.1, конструкція циліндричної і торцевої фрез - на рис.2.

Діаметр фрези впливає на процес різання й різальні властивості інструмента. Він вибирається з умов міцності і жорсткості оправки, тіла фрези і зубців. При цьому необхідно враховувати розміри оброблюваної поверхні. Діаметр посадкового отвору вибирається за умовою міцності і повинен відповідати нормальному ряду.

Збільшення зовнішнього діаметра фрези приводить до збільшення числа зубців, що, у свою чергу підвищує продуктивність обробки, точність і чистоту обробленої поверхні. Але при цьому збільшується витрата матеріалу і вартість інструмента.

Число зубців повинне бути по можливості найбільшим. Чим більше число зубців, тим за інших рівних умов більше їх число одночасно перебуває в контакті із заготовкою, тим більша сумарна довжина різальних кромок, вище продуктивність і плавність процесу різання. Внаслідок цього зменшується шорсткість обробленої поверхні. Однак можливість збільшення числа зубців фрез обмежується міцністю зуба і числом його переточувань, необхідним об’ємом канавок для розміщення стружки, конструкцією кріплення різальної пластини в корпусі (для збірних фрез).

Риcунок 1 - Основні типи фрез:

а - циліндрична; б - дискова цільна; в - тристороння дискова із вставними ножами; г - Т-подібна; д - кінцева; е - торцева із хвостовиком; ж - торцева насадна; і - кінцева обдирна; к - шпонкова; л - кутова

Рисунок 2 - Геометричні параметри різальної частини фрез: а - циліндричної; б - торцевої

 

Кути різальної частини вибираються залежно від типу фрези, властивостей оброблюваного матеріалу і технологічних умов обробки. Передні кути у фрез зі швидкорізальної сталі при обробленні сталі змінюються в межах g=(10...15)⁰, для твердосплавних фрез g=(+5...-5)⁰, причому, чим більше міцність оброблюваного матеріалу, там менше значення g.

Задній кут a у дрібнозубих фрез приймається рівним 16⁰, для фрез із крупним зубом a=12⁰, для дискових і прорізних – aдо 30⁰; у твердосплавних фрез a=5...8⁰..

Для торцевих і тристоронніх фрез важливу роль відіграє головний кут у плані j, який визначає співвідношення між шириною і товщиною зрізу. Величина головного кута в плані приймається рівною (45...60)⁰.

Для зміцнення вершини зубця у торцевих твердосплавних фрез робиться перехідна кромка довжиною l=1—2 мм, розташована під кутом j₁=j+(10...15)⁰

Для зміцнення вершини зубця у торцевих твердосплавних фрез робиться перехідна кромка довжиною l=1—2 мм, розташована під кутом j₁=j+(10...15)⁰

Кут нахилу стружкової канавки w у циліндричних фрез із крупним зубом w=(30...40)⁰,с дрібним зубом - w=(15...20)⁰. Кінцеві фрези мають w=(30...60)0, адискові двох- і тристоронні - w=(0...20)⁰.

Форма і розміри зубців і западин фрез повинні забезпечувати міцність зубця і достатній простір для розміщення стружки, а також повинні забезпечити максимальну кількість переточувань фрези.

Циліндричні, торцеві, дискові універсальні фрези роблять гострозаточеними. На практиці застосовуються три форми зубців (рис.3). Загальним для всіх типів гострозаточених зубців є те, що частина задньої поверхні (шириною f), що безпосередньо прилягає до різальної кромки, заточується по площині.

Для чистових дрібнозубих фрез найпоширенішою є трапецевидна форма зубця (рис.3,а). Зубець такої форми заточується по задній поверхні. Тому з погляду збільшення можливої кількості переточувань бажано збільшувати висоту зубця. Але при цьому зменшується його міцність. Висота зубця вибирається в залежності від окружного кроку Рокр у межах h=(0,5...0,65)Р_окр. Ширина вершини зубця f=0,5..2,0 мм. Щоб уникнути появи тріщин при термообробці, западину зуба оформляють по радіусі r=(0,5..2,0) мм.

Рисунок 3 - Форми зубців гострозаточених фрез:

а) трапецевидна, б) двохплощинна, в) радіусна

 

Зубці чорнових фрез з крупним зубом оформляються згідно рис.3,б,в. Форма зубця на рис.3,б має подвійну прямолінійну спинку, де a=(8...12)0 – робочий задній кут, а a₁=(20...25)0.

Зубці третьої форми (рис.3,в) мають криволінійну спинку, при цьому R=(0,3...0,45)D мм, h=(3,3…0,45) мм, Р_окр, f =1..2 мм, r=(0,4...0,75)h, мм. Таку форму зубця мають, наприклад, швидкорізальні кінцеві обдирні фрези.